Šiandien mūsų pasaulis susirūpinęs dėl aplinkos taršos. Ir tai suprantama – oro, kuriuo kvėpuojame, ir valgomo maisto sudėtis jau seniai nebėra ekologiška. Nuo pirmojo branduolinio ginklo bandymo (1945 m.) mūsų planeta buvo užteršta įvairiais antropogeninių savybių turinčiais radionuklidais. Ir vienas iš jų yra cezis-137. Jo pusinės eliminacijos laikas yra didžiulis, o poveikis žmogaus organizmui yra įvairus. Apie tai ir dar daugiau pakalbėsime šiame straipsnyje.
Vienas iš daugelio
Cezis Dmitrijaus Mendelejevo periodinėje lentelėje priklauso pagrindiniam šeštojo periodo pirmosios grupės pogrupiui ir turi atominį numerį 55. Cheminis elemento simbolis yra Cs (cezis), ir jis gavo savo pavadinimą iki dviejų mėlynų linijų buvimo elektromagnetinės spinduliuotės santykinio intensyvumo spektre (nuolotyniškas žodis caesius, reiškiantis „dangaus mėlynumą“).
Kaip paprasta medžiaga, cezis yra minkštas, sidabriškai geltonas metalas, turintis ryškių šarminių savybių.
Šį elementą 1860 m. atrado du vokiečių mokslininkai R. Bunsenas ir G. Kirchhoffas. Jie naudojo spektrinės analizės metodą, o cezis buvo pirmasis tokiu būdu aptiktas elementas.
Daugelis cezio veidų
Gamtoje cezis yra išskirtinai kaip stabilus Cs-133 izotopas. Tačiau šiuolaikinė fizika žino 39 dirbtinai sukurtus radionuklidus (radioaktyvius izotopus).
Prisiminkite, kad izotopai yra elemento atomo atmainos, kurių branduoliuose yra skirtingas neutronų skaičius.
Ilgiausiai gyvuoja izotopas Cs-135 (iki 2,3 mln. metų), antras pagal pusėjimo trukmę yra cezis-137. Būtent pastaroji yra atsakinga už mūsų planetos radiacinę taršą. Cezio-137 pusinės eliminacijos laikas sekundėmis yra 952066726, tai yra 30,17 metų.
Šis izotopas susidaro skylant branduoliams branduoliniame reaktoriuje, taip pat bandant ginklus su branduolinėmis galvutėmis.
Nestabilus radionuklidas
Dėl cezio-137 pusinės eliminacijos periodo jis pereina beta skilimo stadiją ir virsta nestabiliu bariu-137m, o vėliau - stabiliu bariu-137. Taip išsiskiria gama spinduliuotė.
Visas cezio-137 pusinės eliminacijos laikas yra 30 metų, o iki bario-137m jis suyra per 2,55 minutės. Bendra šio proceso energija yra1175,63 ± 0,17 keV.
Cezio-137 pusinės eliminacijos laiką apibūdinančios formulės yra sudėtingos ir yra urano skilimo dalis.
Fizikinės ir cheminės savybės
Apie fizikines izotopo savybes ir jo skilimo ypatybes jau rašėme. Pagal chemines savybes šis elementas yra artimas rubidžiui ir kaliui.
Visi izotopai (įskaitant cezį-137, kurio pusinės eliminacijos laikas yra 30,17 metų) patekę į gyvą organizmą yra puikiai absorbuojami bet kokiomis priemonėmis.
Pagrindinis biosferinių radionuklidų tiekėjas
Biosferos radioaktyvaus nuklido cezio-137, kurio pusinės eliminacijos laikas yra ilgesnis nei 30 metų, š altinis yra branduolinė energija.
Statistika negailestinga. 2000 m. duomenimis, visi atominių elektrinių reaktoriai į atmosferą išmetė apie 22,2 × 1019 Bq cezio-137, kurio pusinės eliminacijos laikas yra daugiau nei 30 metų. pasaulio.
Užteršiama ne tik atmosfera. Iš tanklaivių ir ledlaužių su atominėmis elektrinėmis, iš branduolinių povandeninių laivų šis radionuklidas kasmet patenka į vandenyną. Taigi, ekspertų teigimu, eksploatuojant vieną povandeninį reaktorių, per vienerius metus į vandenyną pateks apie 24 x 1014 Bq. Atsižvelgiant į cezio-137 pusėjimo trukmę, jis tampa pavojingu labai ilgalaikės aplinkos taršos š altiniu.
Žymiausi sprogimai
Prieš pereidami prie radionuklido cezio poveikio žmogaus organizmui, prisimename keletą didelių nelaimių,kartu su šio elemento išmetimu į biosferą.
Mažai kas žino, bet 1971 m. Ivanovo srityje (Galkino kaime) buvo atliktas giluminis mūsų planetos plutos zondavimas. Tai buvo požeminiai branduoliniai sprogimai, po kurių vieno iš vieno šulinio išbėgo purvo fontanas. Ir šiandien šių darbų vietoje fiksuojama 3 milirentgenų spinduliuotė per valandą, o stroncio-90 ir cezio-137 radionuklidai vis dar patenka į Žemės paviršių.
Visi žino apie Černobylio katastrofą 1986 m. Tačiau ne visi žino, kad tuo metu į atmosferą pateko apie 1850 PBq radioaktyvių elementų. Ir 270 PBq iš jų yra cezis-137.
2011 m., kai Japonijos Fukušimos atominėje elektrinėje įvyko avarija, į Ramųjį vandenyną pateko 15 PBq cezio-137, kurio pusinės eliminacijos laikas buvo 30 metų.
Kas bus toliau
Su radioaktyviais nuosėdomis ir atliekomis cezis-137 patenka į dirvą, iš kur patenka į augalus, kurių sugerties koeficientas yra 100%. Tuo pačiu metu antžeminėse augalo organizmo dalyse susikaupia iki 60% nuklido. Tuo pačiu metu dirvožemiuose, kuriuose trūksta kalio, cezio-137 kaupimosi poveikis pastebimai padidėja.
Didžiausi šio nuklido kaupimosi koeficientai yra Arkties zonos gėlavandeniuose dumbliuose, kerpėse ir augalų organizmuose. Gyvūnų organizme šis radionuklidas kaupiasi raumenyse ir kepenyse.
Didžiausia koncentracija buvo pastebėta šiaurės elnių ir vandens paukščių tarpe Arkties pakrantėse.
Sukaupkite cezio ir grybų. Ypač aliejiniai grybai, lenkiški grybai, samaniniai grybai ir kiaulės per visą pusėjimo laikotarpį.
Cezio-137 biologinės savybės
Natūralus cezis yra vienas iš gyvūnų kūno mikroelementų. Mūsų organizme cezio yra 0,0002–0,06 mikrono 1 grame minkštųjų audinių.
Cezio radionuklidas, kaip jau minėta, yra įtrauktas į medžiagų ciklą biosferoje ir laisvai juda išilgai biologinių trofinių grandinių.
Po oralinio kontakto su žmogaus kūnu virškinimo trakte šis nuklidas pasisavinamas 100 %. Tačiau šio proceso greitis skirtinguose skyriuose skiriasi. Taigi, praėjus valandai po patekimo į organizmą, žmogaus skrandyje pasisavinama iki 7% cezio-137, dvylikapirštėje žarnoje, tuščiojoje žarnoje ir klubinėje žarnoje - iki 77%, aklojoje žarnoje - iki 13%, o paskutinėje žarnynas (skersinė dvitaškis) - iki 40%.
Cezio-137 dalis, patenkanti per kvėpavimo takus, sudaro 25 % su maistu gaunamo kiekio.
Per kraują į raumenis
Reabsorbuotas žarnyne, cezis-137 maždaug tolygiai pasiskirsto kūno audiniuose.
Naujausi tyrimai su kiaulėmis parodė, kad šis nuklidas pasiekia didžiausią koncentraciją raumenų audiniuose.
Tiriant šiaurinius elnius buvo nustatyta, kad cezis-137 po vienos injekcijos pasiskirsto taip:
- Raumenys – 100%.
- Inkstai – 79%.
- Širdis – 67 %.
- Šviesa – 55%.
- Kepenys– 48%.
Pusinės eliminacijos laikas yra 5–14 dienų ir daugiausia išsiskiria su šlapimu.
Kas vyksta žmogaus kūne
Pagrindiniai cezio patekimo į organizmą būdai yra per virškinamąjį traktą ir kvėpavimo takus. Esant išoriniam cezio-137 sąlyčiui ant nepažeistos odos, 0,007% prasiskverbia į vidų. Nurijus, 80 % jo susikaupia griaučių raumenyse.
Elementas išsiskiria per inkstus ir žarnas. Per mėnesį pasišalina iki 80% cezio. Tarptautinės radiologinės apsaugos komisijos duomenimis, radionuklido pusinės eliminacijos laikas yra septyniasdešimt dienų, tačiau greitis priklauso nuo organizmo būklės, amžiaus, mitybos ir kitų veiksnių.
Radiacinė žala, panaši į spindulinės ligos simptomus, atsiranda gavus didesnę nei 2 Gy dozę. Tačiau jau esant MBq vienetams, pastebimi lengvo spinduliuotės pažeidimo požymiai – viduriavimas, vidinis kraujavimas ir silpnumas.
Kaip apsisaugoti nuo infekcijos
Norint nustatyti cezio-137 kiekį žmogaus kūne, beta gama radiometrai arba žmogaus radiacijos matuokliai (HCR) matuoja gama spinduliuotę iš kūno arba iš sekretų.
Analizuojant spektro smailes, atitinkančias tam tikrą radionuklidą, nustatomas jo aktyvumas organizme.
Užsikrėtimo skystais arba kietais cezio-137 junginiais prevencija yra manipuliavimas tik sandariose dėžėse. Naudojamos priemonės, kad elementas nepatektų į vidųasmeninė apsauga.
Verta atsiminti, kad cezio-137 pusinės eliminacijos laikas yra 30 metų. Taigi 1987 metais Brazilijoje (Gojanijos mieste) buvo pavogta dalis iš radioterapijos skyriaus. Per 2 savaites užsikrėtė apie 250 žmonių, keturi iš jų mirė per mėnesį.
Tolerancijos ir skubi pagalba
Priimtini šio elemento kvitai yra 7,4 x 102 Bq per dieną ir 13,3 x 104 Bq per metus. Turinys ore neturi viršyti 18 x 10-3 Bq 1 kubiniame metre, o vandenyje - 5,5 x 102 Bq litre.
Jei viršijamos nurodytos normos, būtina taikyti priemones elemento pašalinimui iš kūno paspartinti. Visų pirma, reikia imtis priemonių paviršiams (veidui ir rankoms) nukenksminti muilu ir vandeniu. Jei medžiaga patenka per kvėpavimo takus, praskalaukite nosiaryklę fiziologiniu tirpalu.
Sorbentų ir diuretikų naudojimas su vandens apkrova pagreitins elemento pašalinimą.
Sunkiais atvejais atliekama hemodializė ir skiriama specifinė terapija.
Tačiau yra ir privalumų
Atlikdami cheminius tyrimus, nustatydami gama spindulių trūkumus, radiacijos technologijas ir įvairius radiobiologinius eksperimentus, mokslininkai rado šio žmogaus sukurto elemento, turinčio spinduliavimo savybių, panaudojimą.
Cezis-137 naudojamas kontaktinėje ir spindulinėje terapijoje, medicinos instrumentų, maisto produktų sterilizavimui.
Šis elementas buvo pritaikytas gaminantradioizotopiniai energijos š altiniai ir kietųjų dalelių lygio matuokliai, kai jis naudojamas nepermatomuose sandariuose induose.
